КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ

КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ


RU (11) 2177460 (13) C2

(51) 7 C04B28/36, C04B26/26, C04B111:20 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2001.12.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2000101078/03 
(22) Дата подачи заявки: 2000.01.12 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2000.01.12 
(45) Опубликовано: 2001.12.27 
(56) Аналоги изобретения: SU 1650637 А1, 23.05.1991. SU 1270140 А1, 15.11.1986. SU 1588726 А1, 30.08.1990. SU 1819893 А1, 07.06.1993. US 3960793 А, 01.06.1976. US 4339277 А, 13.07.1982. 
(71) Имя заявителя: Казанская государственная архитектурно-строительная академия 
(72) Имя изобретателя: Герасимов В.В.; Порфирьева Р.Т.; Зарипов Р.И.; Смелков В.М. 
(73) Имя патентообладателя: Казанская государственная архитектурно-строительная академия 
(98) Адрес для переписки: 420043, г.Казань, Зеленая, 1, КГАСА, ПИО 

(54) КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ 
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для получения строительных изделий и асфальтобетонных покрытий, используемых в обычных и агрессивных средах. Композиционный материал для изготовления строительных конструкций и изделий, включающий серное вяжущее, битумный компонент и минеральный наполнитель, в качестве серного вяжущего содержит отходы установки обессеривания газоперерабатывающего производства, а в качестве битумного компонента - природные битуминозные пески при следующем соотношении компонентов, мас.%: отходы установки обессеривания - 28,3-37,6; битуминозный песок - 14,1-18,8; минеральный наполнитель - остальное. Технический результат - улучшение удобоукладываемости, формуемости массы при изготовлении изделия с сохранением прочностных характеристик. 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для получения строительных изделий и асфальтобетонных покрытий, используемых в обычных и агрессивных средах.
Известны асфальтобетонные смеси и композиции, включающие битуминозную составляющую и минеральный наполнитель (см. Рыбьев И.А. Асфальтовые бетоны. М.: Высшая школа, 1969, с. 50).
Однако они обладают недостаточной химической стойкостью и дороговизной.
Известны вяжущие для дорожного строительства (например, а.с. N 1819893, МПК C 08 L 95/00, C 04 В 26/26), включающие серу, битум и минеральный наполнитель.
Недостаток - низкие физико-механические показатели и дороговизна.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является композиция (а.с. N 1650637, МПК C 04 B 28/36), включающая серное вяжущее - техническую серу; битумный компонент - нефтебитуминозный барханный песок (содержание органической части до 10%) с добавками кубовых остатков крекинга нефти и минеральный наполнитель - песок отходов пиления мрамора, известняковый щебень и др.
К недостаткам прототипа относятся жесткость, неудовлетворительная формуемость и удобоукладываемость композиции. Кроме того, она не обладает сколь-нибудь удовлетворительной стойкостью к кислым средам.
Изобретение направлено на улучшение удобоукладываемости, формуемости массы при изготовлении изделия при сохранении прочностных характеристик, а также повышение химстойкости.
Для изготовления композиционного материала используют исходные компоненты: битуминозный песок Шугуровского месторождения Татарстана с содержанием битуминозной части 7-13 мас.% следующего состава, мас.%:

Масла + полиэфирные смолы - 46-50

Асфальтены - 13-14

Смолы спиртово-бензольные - 28-35

Асфальтогеновые кислоты - 4,3-4,8

Минеральная часть битуминозной породы имеет следующий химический состав, мас. %: SiO - 87,7-88,8; Al2O3 - 12,47-12,85; Fe2O3 - 3,05-3,36; TiO2 - 0,3-0,4; Na2O - 3,12-3,16; K2O - 1,8-2,1; CaO - 3,2- 4,0; MgO - 0,9-1,1; SO3 - 0,02-0,04; п.п.п. - 3,9-4,2.
В качестве серного вяжущего применяли отход установки обессеривания газа Миннебаевского газоперерабатывающего завода (Татарстан), содержащий 99,9% серы (ГОСТ 127-76). В качестве наполнителя использовалась песчано-гравийная смесь (ГОСТ 23735-79).
Образцы композиционного материала готовили следующим образом: взятые в заданных соотношениях исходные компоненты смешивали до получения однородной смеси. Затем смесь нагревали до температуры 200-220oC, выдерживали при этой температуре в течение 30-40 минут и отпрессовывали образцы под давлением 40 МПа. Приготовление и испытание образцов производили согласно ГОСТа 12801-84. Результаты испытания приведены в таблице.
Значения глубины проникновения иглы (пенетрация) для образцов при различных температурах составляют (град): 20oC - 14; 60oC - 16; 100oC - 50-60; 110oC - размягчение.
При температуре выше 120oC смесь находится в вязкотекучем состоянии. Расплав однородный, не расслаивается.
Предлагаемая серно-битумная смесь обладает лучшей удобоукладываемостью и формуемостью при изготовлении изделий, что достигается химическим взаимодействием между составляющей битумной оболочки кремнеземистых зерен, формированием деформируемых сернистых цепочечных структур в приграничной сфере, получением структурно-однородного гомогенного расплава, полным и однородным смачиванием зерен наполнителя матрицей вяжущего.
Как видно из таблицы, образцы, приготовленные по предлагаемой рецептуре, обладают значительно более высоким коэффициентом стойкости к воде и растворам CaCl2, NaCl, MgSO4, чем образцы по прототипу при сохранении прочностных характеристик. Образцы по прототипу не устойчивы к действию кислых сред (растворам кислот HCl и H2SO4) и практически полностью разрушаются при действии растворов с pH 3-4. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Композиционный материал для изготовления строительных конструкций и изделий, включающий серное вяжущее, битумный компонент и минеральный наполнитель, отличающийся тем, что в качестве серного вяжущего содержит отходы установки обессеривания газоперерабатывающего производства, а в качестве битумного компонента - природные битуминозные пески при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

Отходы установки обессеривания - 28,3-37,6

Битуминозный песок - 14,1-18,8

Минеральный наполнитель - Остальное-